鋅鉻涂層(達克銹、達克曼)防腐機制及特性
鋅鉻涂層技術是一種全新的表面處理技術,國際上又稱作達克樂、達克銹、達克曼等,上世紀70年代初由美國人發明,1976年前后轉由美國的M.C.Ⅱ公司、法國的DACRAL公司和日本的NDS公司進行生產。隨著全球經濟的發展,環境保護日益成為社會經濟和貿易領域的重要組成部分。1996年原國家機械工業部將鋅鉻涂層工藝列為機械工業“可持續發展清潔生產”重點資助的開發項目,是一種“綠色電鍍”。在工業發達國家,鋅鉻涂層金屬表面防腐蝕技術已作為替代污染嚴重的電鍍鋅、熱浸鍍鋅、電鍍鎘、鋅基合金鍍層、磷化等多種傳統的防腐蝕處理工藝,是一種從根本上減少環境污染的新工藝。
1、防腐機制
鋅鉻涂層的外觀為亞光銀灰色(國外還有其他顏色),由極細的片狀金屬鋅、鋁及鉻酸鹽等成分組成。工件在經過預處理,如涂油、拋丸處理后,浸涂鋅鉻涂液。鋅鉻涂液是一種水基處理液,金屬件在水基處理液中浸涂或噴刷,然后進爐固化,經300℃左右烘烤成膜,形成鋅、鋁、鉻無機涂層。固化時,涂膜中的水份、有機類(纖維素)物質等揮發組分在揮發的同時,依靠鋅鉻涂層母液中的高價鉻鹽的氧化性,使電極電位負值較大的單質鋅片、鋁片漿與鐵基體反應,形成Fe、Zn、Al的鉻鹽化合物。由于膜層是與基體直接反應獲得的,(文章由江蘇泰強不銹鋼緊固件廠整理編輯),所以該防腐層極為致密(用鍍鋅或浸鋅方法獲得的防腐層無法與之相比)。該涂層在腐蝕環境下,會形成無數個原電池,即先腐蝕掉電位較負的Al、Zn的鹽類,直到它們被消耗后才有可能腐蝕至基體本身。因為鋅鉻涂層防蝕機制是犧牲陽極保護為一體化的涂層,所以其防蝕性能與膜的厚度成正比。
2、涂層特性
鋅鉻涂層具有高耐蝕性,外觀為亞光銀灰色(國外有各種顏色),有點像銀粉漆,主要由微小鋅片及粘合鋅片的無機鉻聚合物組成,具有其他表面處理所無法比擬的優異特性。
(1) 極好的耐熱腐蝕性 鋅鉻涂層防腐膜的固化溫度在300℃左右,所以工件即使長時間處于較高溫度下,外觀也不會變色,耐熱腐蝕性極好。傳統的鍍鋅層在高于70℃的條件下會出現微小的裂紋,在200-300℃的條件下會變色,耐腐蝕性也隨之大大下降。
(2) 優異的耐大氣和耐化學品穩定性 經試驗,未鈍化過的鍍鋅層,在鹽霧試驗時一般10h腐蝕掉1μm ;厚度為3μm的彩虹色鈍化膜,經200h鹽霧試驗被蝕穿。鋅鉻涂層在經過100h的鹽霧實驗后,才被腐蝕掉1μm 。鋅鉻涂層工藝與傳統的鍍鋅工藝相比,使工件的耐蝕性提高了7-10倍。上海某車燈廠采用鋅鉻涂層工藝涂覆的車燈架,耐鹽霧試驗達到了1000h以上。
(3) 無氫脆 氫脆是傳統鍍鋅工藝不能完全克服的弊病。鋅鉻涂層工藝在處理過程中不進行任何酸處理,也不存在電鍍時的滲氫問題,加上涂層在高溫下固化,所以從工藝上保證了鋅鉻涂層不會發生氫脆。這使它可以被應用在要求高強度緊固件的防腐處理上。
(4) 無污染和公害 作為“綠色電鍍”工藝,鋅鉻涂層工藝采用了閉路循環的方式:在前處理中,清理下來的油和粉塵用專門的設備收集處理;在涂覆、固化時,不存在傳統電鍍工藝過程中產生的酸、堿、含鉻等重金屬的污水問題,產生的僅僅是從涂層中蒸發出來的水汽,經測定,不含國家規定控制的有害物質。
(5) 外觀柔和、可進一步涂飾 鋅鉻涂層呈亞光銀灰色(國外產品還有其他顏色),可以在上面進行再涂裝。這滿足了那些對外觀質量要求較高緊固件的涂覆要求,例如自行車上的緊固件、摩托車上的緊固件等,在涂覆了鋅鉻涂層后,還須加一層上光漆。
(6) 極好的滲透性、適用于多種金屬 鋅鉻涂層涂液能滲入細微的空隙處,如幾何形狀復雜的盲孔等,它的滲透性極佳,不但可以處理鐵及其合金,還可以處理輕金屬(鋁、鎂等)及其合金,適用于鋼鐵、鑄鐵、鋁合金等緊固件的表面處理。
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